第二次长沙会战结束后,日军“中国派遣军”在给华中方面的第11军下达的作战方针当中规定,华中方面日军的任务是:确保从岳州到长江下游的交通,以武汉三镇和九江为根据地,竭力摧毁敌之抗战能力,其作战地区,大致在安庆、宜昌、岳州、南昌之间,第十一军谋求局部休战,目标置于所谓的“保境安民”的战略上。第三次长沙会战的目的:牵制湖南的国民党军队,配合日军进攻香港,目标并非占领长沙,故而投入兵力有限。日军主帅阿南惟几企图以第6、第3、第40师团由岳阳以南的麻塘、龙湾、筻口一线强渡新墙河,歼灭中国守军第20军,第37军后结束作战返回驻地。中国第9军区司令薛岳召开军事会议,总结前两次长沙会战的经验,在前两次决战中采用“后退决战,争取外翼”的战略基础上,提出了“天炉战法”的一整套作战方案。从天炉战法的内涵上来说,它也是采用了层层阻击,逐渐消耗敌人,同时把对方引入到自己预设的阵地内,对敌人形成一个大范围的包围态势,同时通过敌后的作战,切段敌军的运输线,补给线,采用各方面的力量,对进入到决战地区的敌军形成一个包围的态势。第九战区决定以新墙河为第一道防线,汨罗江为第二道防线,长沙城外的唠叨河与浏阳河之间为第三道防线,前两道防线主要为伏击区和诱击区,第三道防线才是真正的决战地区。12月24日,日军在新墙河南岸中国守军阵地发起了攻击。防守:国民党第27集团军第20军。第27集团军杨森,一面命令第20军向侧后移动,一面命令第58军进入阵地,与第20军配合诱敌深入。撤至汨罗江北岸时,双方再次展开激战。25日晨,日军第三师团,紧随第六师团之后渡过新墙河,沿粤汉铁路东侧攻击前进。28日。日军第三师团主力全部进入汨罗江南岸,第六师团和第40师团遭到在纵深阵地防守的国名党第37军的阻击,阿南惟几企图歼灭第37军,他命令第3师团迂回至第37军后方的福临铺,但薛岳很快知道了日军的企图,立即命令第37军向金井以东的山区撤退,阿南惟几命令日军加快前进步伐另一方面香港沦陷,按照日军的最初设想,阿南惟几的牵制任务已失去意义,即刻返回武汉驻地,然而,日军的顺利推进让阿南惟几不再满足于之前的作战计划,29日晚,下达了进攻长沙的命令30日,蒋介石电令薛岳。1月5日,日军开始撤退,但在中国军队联合夹击下,死伤惨重。被中国军队追着打了10日后,才退至新墙河。至此,长沙会战胜利大捷。日军伤亡56000余人,中国伤亡28000余人。面对这样的结果,侵略者阿南惟几永远也不会明白,在一个觉醒民族伟大力量和不屈的精神面前,侵略者是永远也不可能得到胜利的。